[發明專利]非常規天然氣開采可視化模擬裝置及其模擬開采的方法

有效

• 申請號: 201310647840.2
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN103643920A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 李昕睿
• 申請（專利權）人: 北京源海威科技有限公司
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;E21B47/06;E21B47/07;E21B47/00
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 孟阿妮

1.一種非常規天然氣開采模擬裝置，其特征在于，包括：

抽油機動態仿真裝置、垂直井仿真可視裝置及溫度壓力控制系統；

所述抽油機動態仿真裝置連接垂直井仿真可視裝置，所述垂直井仿真可視裝置安裝在可視巖心夾持器模型上，所述可視巖心夾持器模型浸沒在可視水箱的水中；

所述溫度壓力測量控制系統，用于對垂直井仿真可視裝置的底部溫度和壓力進行監測和調節；

所述抽油機動態仿真裝置、垂直井仿真可視裝置及溫度壓力測量控制系統均通過接口與可視巖心夾持器模型相連。

2.根據權利要求1所述的非常規天然氣開采模擬裝置，其特征在于，還包括計算機數據采集處理系統，用于采集垂直井仿真可視裝置的井底溫度和壓力，還用于采集抽油機動態仿真裝置從垂直井仿真可視裝置中抽出液體的流量，進行監測和控制，所述計算機數據采集處理系統通過接口與可視巖心夾持器模型相連。

3.根據權利要求1或2所述的非常規天然氣開采模擬裝置，其特征在于，所述抽油機動態仿真裝置包括：游梁、平衡塊、驢頭、懸繩器、游梁支座、電機、剎車、減速箱、曲柄、平衡重、連桿、橫梁、支架及底座；

所述游梁一端固定有平衡塊，另一端設有驢頭，所述垂直井仿真可視裝置的上部連接在所述驢頭的下方；所述驢頭上固定有懸繩器，所述游梁通過滑輪放置在游梁支座上，所述游梁支座固定在支架上，所述支架、減速箱和電機固定在底座上，所述電機通過皮帶連接減速箱，所述減速箱連接剎車，所述曲柄一端固定平衡重，另一端連接在減速箱一側，所述曲柄通過連桿連接橫梁，所述橫梁與靠近所述平衡塊一側的游梁相連。

4.根據權利要求3所述的非常規天然氣開采模擬裝置，其特征在于，所述驢頭下方設有公扣，垂直井仿真可視裝置上部設有對應的母扣，所述公扣連接母扣。

5.根據權利要求1或2所述的非常規天然氣開采模擬裝置，其特征在于，所述垂直井仿真可視裝置包括套管，所述套管上部依次設有第一井口裝置和第二井口裝置，所述套管的底部設有井底穩定器，所述套管內設有內管，所述內管內設有抽油桿，所述抽油桿底部連接活塞，所述活塞上部的抽油桿內設有單向閥，所述單向閥的上部設有玻璃球，所述抽油桿上部連接第二井口裝置，所述抽油桿裝有電纜，所述電纜上部連接卡繩器，所述卡繩器連接所述抽油機動態仿真裝置的驢頭，所述垂直井仿真可視裝置的下部設置在所述可視巖心夾持器模型中。

6.根據權利要求1或2所述的非常規天然氣開采模擬裝置，其特征在于，所述可視巖心夾持器模型包括箱體，所述箱體上設有頂蓋，所述頂蓋上設有模擬井口，所述箱體內設有巖石、煤塊和煤粉中的至少一種，所述可視巖心夾持器模型下部設有支撐架，所述支撐架放置在所述可視水箱中，所述垂直井仿真可視裝置一端穿過所述模擬井口后安裝在所述箱體上。

7.根據權利要求6所述的非常規天然氣開采模擬裝置，其特征在于，所述箱體為正方體，和/或，所述箱體的長度為400-600mm。

8.根據權利要求6所述的非常規天然氣開采模擬裝置，其特征在于，所述支撐架為不銹鋼支撐架；和/或，所述頂蓋通過螺絲和螺母與所述箱體固定連接。

9.根據權利要求1或2所述的非常規天然氣開采模擬裝置，其特征在于，所述可視水箱包括底板，所述底板下方設有水箱支撐架，所述水箱支撐架下方設有定位腳輪。

10.一種利用權利要求1-9任一項的非常規天然氣開采模擬裝置進行模擬開采的方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）給可視巖心夾持器模型的箱體中放置樣品，并蓋好頂蓋，將可視巖心夾持器模型放入可視水箱中；所述樣品為巖石、煤塊和煤粉中的至少一種；

（2）將垂直井仿真可視裝置一端穿過頂蓋上的模擬井口后安裝在箱體上，然后接上抽油機動態仿真裝置；

（3）在可視水箱中放入地層水，水面沒過可視巖心夾持器模型上表面；

（4）啟動抽油機，使地層水被抽油機抽出，從套管流出，流入一計量裝置中，進行單位時間內采出地層水的計量和巖屑量的計量，同時從側面觀測可視巖心夾持器模型中巖屑的運行軌跡；

（5）通過溫度壓力控制系統對垂直井仿真可視裝置的底部溫度進行調節，模擬不同溫度下，開采模擬裝置的抽采效率，和/或，通過壓力監控系統，檢測垂直井仿真可視裝置的底部壓力的變化。